矩阵的转置和乘法课程设计程序.docx

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矩阵的转置和乘法课程设计程序

矩阵的转置和乘法课程设计程序

#ifndefCMatrix_H_//************************************************条件编译

#defineCMatrix_H_

#include

#include

#include"vec.h"

//usingnamespacestd;

#defineMIN（a,b）（（a）<（b））?

（a）:

（b）;

/*----------------------------------------定义类模板-------------------------------*/

template

classCMatrix

{

structnode

{

Vector**f;//*******************************************组成矩阵的向量指针

intrefcnt;//*************************************************被引用次数

intlength;//****************************************************矩阵的行数

T**tmppointer;//*******************************************头指针类型

}*p;

public:

//

Vector**begin（）const{returnp->f;};

CMatrix（）;//***********************************************************默认的构造

CMatrix（intxsize,intysize,Tinit=0）;//*********************************构造函数

CMatrix（intxlength,constVector*vec）;//********************************构造函数

CMatrix（CMatrix&x）;//***********************************************拷贝构造函数

~CMatrix（）;//************************************************************析构函数

CMatrix&operator=（constCMatrix&mat）;//*************************重载赋值运算符

introw（）const;//*******************************************************返回行数

intcol（）const;//*******************************************************返回列数

Vector&operator[]（inti）;//******************************************重载[]

voidInver（CMatrix&mat）;//*********************************************矩阵转置

operatorT**（）;//*********************************************************重载**

voidReadFromFile（）;//**************************************************从文件中读入矩阵

friendCMatrixcpy（CMatrix&v）;//***********************************************拷贝函数

friendstd:

:

ostream&operator<<（std:

:

ostream&s,constCMatrix&mat）;//重载输出函数

friendstd:

:

istream&operator>>（std:

:

istream&s,constCMatrix&mat）;//重载输入函数

friendCMatrixoperator*（CMatrix&v1,CMatrix&v2）;//***************矩阵乘法

friendCMatrixoperator*（constCMatrix&v,Tval）;//**********************数乘

};

/*----------------------------------------类外定义缺省的构造函数----------------------------*/

template

CMatrix:

:

CMatrix（）

{

p=newnode;

p->length=NULL;

p->f=0;

p->refcnt=1;

p->tmppointer=NULL;

}

/*----------------------------------------定义可扩展构造函数------------------------*/

template

CMatrix:

:

CMatrix（intxsize,intysize,Tinit）

{

if（xsize<=0||ysize<=0）cout<<"error!

!

";

p=newnode;

p->length=xsize;

p->f=newVector*[xsize];

for（inti（0）;i

p->f[i]=newVector（ysize,init）;

p->refcnt=1;

p->tmppointer=NULL;

}

/*------------------------------------定义构造函数----------------------------*/

template

CMatrix:

:

CMatrix（intxlength,constVector*vec）

{

if（xlength<=0）cout<<"error!

!

";

p=newnode;

p->length=xlength;

p->f=newVector*[xlength];

for（inti（0）;i

p->f[i]=newVector（*vec）;

}

/*------------------------------------定义拷贝的构造函数-------------------------*/

template

CMatrix:

:

CMatrix（CMatrix&x）

{

x.p->refcnt++;

p=x.p;

}

template

CMatrixcpy（CMatrix&v）

{

intmr=v.row（）;

intmc=v.col（）;

CMatrixx（mr,mc）;

for（inti（0）;i

*（x.p->f[i]）=*（v.p->f[i]）;

returnx;

}

/*-----------------------------------定义析构函数-------------------------—*/

template

CMatrix:

:

~CMatrix（）

{

if（--p->refcnt==0）

{

if（p->f!

=NULL）

{

intlen=p->length;

for（inti（0）;i

deletep->f[i];

if（p->tmppointer!

=NULL）

deletep->tmppointer;

deletep->f;

}

}

}

/*------------------------------定义函数返回行数-----------------------*/

template

intCMatrix:

:

row（）const

{

returnp->length;

}

/*----------------------------定义函数返回列数----------------------*/

template

intCMatrix:

:

col（）const

{

returnp->f[0]->dim（）;

}

/*----------------------------定义转置的函数-----------------------*/

template

voidInver（CMatrix&mat）

{

intm=mat.row（）;

intn=mat.col（）;

CMatrixtmp（n,m）;

inti,j;

for（i=0;i

for（j=0;j

}

mat=tmp;

}

/*---------------------------定义重载函数重载赋值操作符号=--------------------*/

template

CMatrix&CMatrix:

:

operator=（constCMatrix&vec）

{

vec.p->refcnt++;

if（--p->refcnt==0）

{

intlen=p->length;

for（inti（0）;i

deletep->f[i];

deletep->f;

if（p->tmppointer!

=NULL）

deletep->tmppointer;

deletep;

}

p=vec.p;

return*this;

}

/*-------------------------定义重载函数重载[]---------------------------*/

template

Vector&CMatrix:

:

operator[]（inti）

{

if（（i>=0）&&（ilength））

return*p->f[i];

else{

cout<<"error"<

return*p->f[0];

}

}

/*--------------------------------定义重载函数重载**------------------*/

template

CMatrix:

:

operatorT**（）

{

if（p->tmppointer==NULL）{

intn=row（）;

p->tmppointer=newT*[n];

for（inti（0）;i

p->tmppointer[i]=p->f[i]->begin（）;

}

returnp->tmppointer;

}

template

voidCMatrix:

:

ReadFromFile（）//******************************从文件中读入矩阵

{

charfilename[256];

cin>>filename;

ifstreaminfile;

//cout<<"****";

introw,col;

infile.open（filename,ios:

:

in）;

if（!

infile）

{

cout<<"不能打开输入文件!

"<

exit

（1）;

};

infile>>row>>col;

CMatrixv1（row,col,0）;

//infile>>v1[0][0];

//cout<

for（inti（0）;i

for（intj（0）;j

infile>>v1[i][j];

*this=v1;

}

/*-----------------------定义函数重载输出《------------------------------*/

template

std:

:

ostream&operator<<（std:

:

ostream&os,CMatrix&v1）

{

//os<<"{"<

Vector**f=v1.begin（）;

//cout<

intlen=v1.row（）;

for（inti（0）;i

os<<*f[i]<<"\n";

returnos;

}

/*-------------------------定义函数重载输入---------------------------*/

template

std:

:

istream&operator>>（std:

:

istream&is,CMatrix&v1）

{

introw,col;

cout<<"请您分别输入矩阵的行数和列数:

\n";

is>>row>>col;

CMatrixx（row,col,0）;

cout<<"请输入"<

for（inti（0）;i

for（intj（0）;j

is>>x[i][j];

v1=x;

returnis;

}

/*--------------------------定义重载函数重载乘法*---------------------------*/

template

CMatrixoperator*（CMatrix&m1,CMatrix&m2）

{

inti,j;

intm1rows=m1.row（）;

intm1cols=m1.col（）;

intm2rows=m2.row（）;

intm2cols=m2.col（）;

if（m1cols!

=m2rows）

cout<<"error!

"<

CMatrixv（m1rows,m2cols）;

CMatrixflip（m2cols,m2rows）;

for（i=0;i

for（j=0;j

flip[j][i]=m2[i][j];

for（i=0;i

for（j=0;j

v[i][j]=dot_prod（m1[i],flip[j]）;

returnv;

}

/*----------------------------------定义函数重载数乘（整型，双精度型）-------------------------------*/

CMatrixoperator*（constCMatrix&v,intval）

{

CMatrixtemp;

temp=v;

for（inti（0）;ilength;i++）

*（temp.p->f[i]）=*（v.p->f[i]）*val;

returntemp;

}

CMatrixoperator*（constCMatrix&v,doubleval）

{

CMatrixtemp;

temp=v;

for（inti（0）;ilength;i++）

*（temp.p->f[i]）=*（v.p->f[i]）*val;

returntemp;

}

#endif

/*---------------------------------------------------定义几个选择函数----------------------------------------*/

voidchoiceid（）;//********************************************选择输入矩阵的类型

voidprocessint（）;//*****************************************选择输入矩阵的饿方式

voidprocessdouble（）;//***************************************选择输入矩阵的方式

template

voidprocess（CMatrix&cm,CMatrix&cm1,CMatrix&cm2）;

voidmain（）

{

cout<<"!

!

!

!

!

!

!

!

!

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欢迎您进入并使用矩阵转置和乘法程序!

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\n";

cout<<"\t（请您注意本程序对您输入的矩阵的项数不等于\n\t\t您事先设定的矩阵项数时无法识别，请您见量!

）\n\n";

choiceid（）;

}

/*---------------------------------------------------------定义选择函数-----------------------------------------*/

voidchoiceid（）

{

cout<<"^----^请您输入矩阵的类型:

\n输入整型请按1\n输入浮点型请按2\n";

intchoice;

cin>>choice;

switch（choice）

{

case1:

processint（）;

break;

case2:

processdouble（）;

break;

default:

break;

}

}

voidprocessint（）

{

CMatrixicm（2,2,0）,icm1,icm2;

cout<<"^----^请您选择输入方式:

\n从键盘输入请按1\n从文件输入请按2\n";

intchoice;

while（cin>>choice）

{

switch（choice）

{

case1:

cout<<"请您输入第1个矩阵:

\n";

cin>>icm1;

cout<<"请您输入第2个矩阵:

\n";

cin>>icm2;

process（icm,icm1,icm2）;

break;

case2:

cout<<"输入矩阵1的路径:

";

icm1.ReadFromFile（）;

cout<<"输入矩阵2的路径:

";

icm2.ReadFromFile（）;

process（icm,icm1,icm2）;

break;

default:

break;

}

}

}

voidprocessdouble（）

{

CMatrixicm,icm1,icm2;

cout<<"^---------^请您请选择输入方式:

\n1.从键盘输入矩阵\n2.从文件输入矩阵\n";

intchoice;

while（cin>>choice）

{

switch（choice）

{

case1:

cout<<"请您输入第1个矩阵:

\n";

cin>>icm1;

cout<<"请您输入第2个矩阵:

\n";

cin>>icm2;

process（icm,icm1,icm2）;

break;

case2:

cout<<"输入矩阵1的路径:

";

icm1.ReadFromFile（）;

cout<<"输入矩阵2的路径:

";

icm2.ReadFromFile（）;

process（icm,icm1,icm2）;

break;

default:

break;

}

}

}

template

voidprocess（CMatrix&cm,CMatrix&cm1,CMatrix&cm2）

{

intchoice;

doubleval;

cout<<"请您选择对矩阵的操作类型:

\n1.两矩阵相乘\n2.矩阵数乘\n3.矩阵转置\n其他键退出\n";

while（cin>>choice）

{

switch（choice）

{

case1:

cm=cm1*cm2;

cout<<"两矩阵相乘的结果为:

\n"<

cout<<"1.退出\n2.继续\n";

cin>>choice;

if（choice==1）{cout<<"谢谢您的使用！

再见！

\n";}exit（0）;

if（choice==2）

{

cout<<"请您选择对矩阵的操作类型:

\n1.两矩阵相乘\n2.矩阵数乘\n3.矩阵转置\n其他键退出\n";

continue;

};break;

case2:

cout<<"请您输入要乘的数:

\n";

cin>>val;

cout<<"请您输入需要数乘的矩阵:

\n1.矩阵1\n2.矩阵2\n";

cin>>choice;

switch（choice）

{

case1:

cm=cm1*val;

cout<<"矩阵1:

\n"<<"\n乘以数"<

\n"<

cout<<"1.退出\n2.继续\n";

cin>>choice;

if（choice==